Специальные двигатели

Увеличению эффективности решения на ЭВМ способствуют также специальные алгоритмы [1, 10J, предусматривающие такие способы обработки уравнений, при которых число новых ненулевых элементов будет минимальным. Сравнение эффективности этих алгоритмов позволяет сделать следующие заключения: даже самые простые алгоритмы позволяют существенно уменьшить число новых ненулевых элементов, процедуры упорядочения целесообразно применять при порядке системы п^20; при увеличении порядка системы п (п>100) различие в эффективности алгоритмов пропадает.

При решении многоэкстремальных задач и в так называемых овражных ситуациях автономная работа алгоритмов локального поиска оказывается неэффективной. Это потребовало разработки методов нелокального поиска, которые фактически состоят в определенной организации проведения некоторой последовательности поисков локальных. Так, нелокальный алгоритм решения многоэкстремальных задач состоит в выборе начальных точек в пределах заданной области и обработке результатов локальных поисков, произведенных из этих точек. В ходе работы этого алгоритма производится изучение заданной области, определяется местонахождение локальных экстремумов. Специальные алгоритмы нелокального поиска применяются также при решении овражных задач.

При решении многоэкстремальных задач и в так называемых овражных ситуациях автономная работа алгоритмов локального поиска оказывается неэффективной. Это потребовало разработки методов нелокального поиска, которые фактически состоят в определенной организации проведения некоторой последовательности локальных поисков. Так, нелокальный алгоритм решения многоэкстремальных задач состоит в выборе начальных точек в пределах заданной области и обработке результатов локальных поисков, произведенных из этих точек. В ходе работы этого алгоритма производится изучение заданной области, определяется местонахождение локальных экстремумов. Специальные алгоритмы нелокального поиска применяются также при решении овражных задач.

Рассмотренные алгоритмы применимы для проектирования соединений между двумя контактными площадками элементов. На практике часто встречаются задачи (особенно при разработке цифровых БИС), когда требуется соединить большое количество электрически связанных элементов одной шиной (подвод напряжения питания, параллельная передача информации от одного источника и др.). Для проектирования таких соединений минимальной длины разработаны специальные алгоритмы, в основу которых положено выделение части схемы, т. е. множества элементов, подлежащих объединению одной трассой, и поэтапное определение фрагмента (группы элементов) путем нахождения минимальной трассы между сформированной частью фрагмента и очередным элементом.

Эффективность цифровых методов спектрального анализа можно значительно повысить, применяя специальные алгоритмы преобразования, получившие название быстрое преобразование Фурье (БПФ), быстрое преобразование У о л ш а (БПУ) и т. д. Эти алгоритмы основаны на устранении избыточности в .описании матрицы дискретного ортогонального преобразования.

Рассмотренные алгоритмы применимы для проектирования соединений между двумя контактными площадками элементов. На практике часто встречаются задачи (особенно при разработке цифровых БИС), когда требуется соединить большое количество электрически связанных элементов одной шиной (подвод напряжения питания, параллельная передача информации от одного источника и др.). Для проектирования таких соединений минимальной длины разработаны специальные алгоритмы, в основу которых положено выделение части схемы, т. е. множества элементов, подлежащих объединению одной трассой, и поэтапное определение фрагмента (группы элементов) путем нахождения минимальной трассы между сформированной частью фрагмента и очередным элементом.

Для повышения оперативности ДПФ применяют специальные алгоритмы быстрого преобразования, Фурье (БПФ), которые сокращают количество вычислительных операций и тем самым

Поиск передаточной функции удобно производить на ЭВМ. Например, в случае полиномиального фильтра подбирают коэффициенты а/г полинома Гурвица, при которых его модуль и аргумент удовлетворяют заданным требованиям. Проверка же соблюдения этих требований производится путем численного расчета на ЭВМ частотной и фазовой характеристик фильтра при каждом новом выбранном значении коэффициентов а*. Существуют специальные алгоритмы поиска этих коэффициентов, обеспечивающие быстрое их схождение к необходимой величине. При структурном синтезе производится подбор не коэффициентов полинома Гурвица, а непосредственно параметров элементов заданной схемы четырехполюсника.

Динамическая устойчивость — способность системы восстанавливать исходный режим или практически близкий к нему после большого возмущения (короткого замыкания, отключения линии и т.д.). При анализе динамической устойчивости для выявления изменений параметров режима (углов расхождения роторов генераторов, токов, напряжений и т. д.) необходимо составлять и интегрировать нелинейные, трансцендентные уравнения весьма высоких порядков. Для этого применяют аналоговые вычислительные машины и расчетные модели (расчетные столы) переменного тока, снабжаемые автоматикой, облегчающей вычисления. Однако более часто на основе известных численных методов интегрирования (методов Рунге —Кутта и др.) создаются специальные алгоритмы и программы, позволяющие проводить решения на ЦВМ. Соответствие составленных программ действительным (апробированным) контролируется в процессе работы по отдельным (относительно простым) участкам (тестам). Наиболее убедительный контроль — сопоставление расчетных результатов с экспериментальными в системе — натуре или на физической (динамической) модели электрической системы.

позволяет использовать специальные алгоритмы решения транспортных задач, более простые, чем симплекс-алгоритм.

Циклобазированное моделирование (Cycle-Based Simulation, CBS) использует специальные алгоритмы, которые исключают несущественные вычисления, чтобы поднять производительность расчетов. Основными ограничениями метода CBS являются:

Двигатели трехфазные асинхронные короткозамкнутые серии 4А мощностью от 0,12 до 400 кВт климатического исполнения У, категории 3 (ГОСТ 15150—69), предназначенные для продолжительного режима работы S1 (ГОСТ 183—74) от сети переменного тока частотой 50 Гц общего назначения выпускаются по общим техническим условиям по ГОСТ 19523—74. Стандарт не распространяется на специальные двигатели, например на двигатели с повышенными пусковым моментом и скольжением, многоскоростные, химо-, влаго- и хладостойкие, встраиваемые и др.

Двигатели для приводов прокатных станов. Выпускаются специальные двигатели мощностью до 10000 кВт в одноякорном исполнении и до 16000 кВт— в двухъякорном. Это закрытые машины с принудительной вентиляцией, напряжение на якоре — 600 и 930 В, возбуждение независимое.

Напряжение постоянного тока в старых установках применялось 440 в и реже 220 в. Режим работы станков весьма разнообразный. Для некоторых станков характерны частые пуски и реверсы, что всего лучше обеспечивается системой ДГД или УРВД, хотя изготавливались специальные двигатели с короткозамкнутым ротором, допускающие до 3 000—4 000 реверсов в 1 ч. Для станков поточно-массового производства характерен режим в виде чередующейся нагрузки и холостого хода. Общая тенденция развития управления станками состоит в направлении автоматизации самих станков, 20

Для повторно-кратковременного режима работы целесообразно применять специальные двигатели, обладающие значительной перегрузочной способностью и повышенным пусковым моментом, что позволяет максимально использовать их по нагреву. Такие двигатели выпускаются с нормируемой номинальной мощностью при определенной продолжительности включения и длительности цикла. При превышении нормированной длительности цикла расчет мощности двигателя ведется, как для продолжительного режима (в каталогах на некоторые из этих двигателей указывается номинальная мощность для продолжительного режима, но некоторые из таких двигателей не могут работать в продолжительном режиме даже на холостом ходу, перегреваясь из-за больших постоянных потерь).

Такой способ регулирования экономичен, так как потери в регулировочном сопротивлении цепи возбуждения невелики; механические характеристики достаточно стабильные. Вместе с тем для значительного повышения скорости по сравнению с основной этот способ регулирования нельзя применять, потому что из условий механической прочности наибольшая скорость для обычных двигателей ограничена значением (1,2 -т- 1,3) /гном, а для двигателей большой мощности — значением (1,05 •*- 1,1)пном, что специально оговаривается в каталогах. Наша промышленность выпускает специальные двигатели с диапазоном регулирования 3:1; дальнейшее увеличение диапазона нецелесообразно, так как двигатели получаются чрезмерно тяжелыми: двигатель мощностью Р с диапазоном регулирования &д имеет габариты и массу, как двигатель мощностью &ДР.

Такой способ регулирования экономичен, так как потери в регулировочном сопротивлении цепи возбуждения невелики; механические характеристики достаточно стабильные. Вместе с тем для значительного повышения скорости по сравнению с основной этот способ регулирования нельзя применять, пото^ му что из условий механической прочности наибольшая скорость для обычных двигателей ограничена значением (1,2...1,3)ином, а для двигателей большой мощности - значением (1,05... 1,1) пиом, что специально оговаривается в каталогах. Наша промышленность выпускает специальные двигатели с диапазоном регулирования 3:1; дальнейшее увеличение диапазона нецелесообразно, так как двигатели получаются чрезмерно тяжелыми: двигатель мощностью Р с диапазоном регулирования /сд имеет габариты и массу, как двигатель мощностью kaP.

Для работы в особых условиях окружающей среды выпускаются специальные двигатели. Так, для работы в условиях тропического климата, характеризующегося значительной температурой, влажностью, росой, наличием грибковой плесени, выпускаются двигатели тропического исполнения. Для работы в помещениях с повышенной влажностью, а также на открытом воздухе при температуре окружающей среды от —45 до --450С выпускаются двигатели влагостойкого и холодостойкого исполнений. Для работы в химически активных средах выпускаются двигатели химически стойкого исполнения. Двигатели специальных исполнений отличаются от обычных двигателей электроизоляционными материалами, особой пропиткой обмоток и антикоррозионными покрытиями. Все это приводит к повышению их стоимости.

Кратковременный режим работы иллюстрируется 6.7. При этом режиме двигатель за время работы tv не успевает нагреться до установившейся температуры окружающей среды, т. е. в этом режиме /р< <ЗГ„, to>3T,,. Длительность технологических процессов в электротермии составляет часы, а в некоторых случаях и сутки. Работа же большинства вспомогательных механизмов происходит только при подготовке печи к выполнению основной технологической задачи или в период завершения ее: перемещение печей или их элементов в период загрузки или иыгрузки, слива металла и т. д. Этим обусловлена большая насыщенность в электротермии приводов, работающих в кратковременном режиме. Промышленностью выпускаются специальные двигатели, способные нести указанную в их паспорте номинальную нагрузку в течение 15, 30, 60, 90 мин. По истечении этого времени номинальной нагрузки они должны быть отключены на время t>3TH, т. е. до полного остывания двигателей.

Такой способ регулирования экономичен, так как потери в регулировочном сопротивлении цепи возбуждения невелики; механические характеристики достаточно стабильные. Вместе с тем, с целью значительного повышения скорости по сравнению с основной этот" способ регулирования нельзя применять потому, что из условий механической прочности наибольшая скорость для обычных двигателей ограничена значением (1,2—1,3) «ном, а для двигателей большой мощности значением (1,05—1,1)яном, что специально оговаривается в каталогах. Нашей промышленностью выпускаются специальные двигатели с диапазоном регулирования 3:1; дальнейшее увеличение диапазона нецелесообразно, так как двигатели получаются чрезмерно тяжелыми: двигатель мощностью Р с диапазоном регулирования &д имеет габариты и вес, как двигатель мощностью АДЯ.

Конструкции асинхронных двигателей с улучшенными. пусковыми характеристиками. Промышленностью выпускаются специальные двигатели с короткозамкнутым ротором, имеющие улучшенные пусковые характеристики: двигатели с двойной короткозамкнутой обмоткой и двигатели с глубоким пазом.

Двигателе постоянного тока выбирают из единой серии 2П или специальные двигатели закрытого необдуваемого исполнения серий ПС (без тахогенератора), ПСТ и ПБСТ (с встроенным тахогенерато-ром постоянного тока). Двигатели серии ПСТ и ПБСТ позволяют регулировать скорость в широком диапазоне вниз от номинальной скорости.